近日，北工大理学部张新平教授研究团队在超快与纳米光子学研究领域取得重要进展。团队成功合成了一种准一维类钙钛矿水合物单晶，并基于该单晶材料研制出具有优异防水性能的光电探测器件。该研究成果7月20日发表于《Advanced Materials》。张一伟副教授为该论文第一作者。

有机-无机杂化钙钛矿半导体作为一种新型光电功能材料，在光电子技术领域展示了巨大的应用潜力。由于水分子对于此类材料的光电性能具有严重影响，因此，改善钙钛矿半导体材料的稳定性特别是防水性能，是该领域亟需解决的关键科学问题。

张新平教授团队合成的准一维钙钛矿水合单晶中存在以水分子为中心的缺陷态，大量捕获光生载流子。在飞秒激光脉冲激励下，瞬时强场会导致缺陷态势垒弯曲。探测光的脉冲能量足以克服被“压弯”的势垒，使被捕获的载流子重新变为自由载流子，参与实现晶体的光电子学功能。这是水分子在有机-无机杂化钙钛矿半导体材料中对激子和载流子输运中的作用被首次揭示。

基于准一维钙钛矿水合单晶材料的光电探测器在水中浸泡30分钟后，性能没有明显衰退，为提高钙钛矿类半导体材料的水稳定性提供了新的技术和物理学思路。